消失模鑄造鎂合金表面合金化研究.pdf

1、鎂合金是一種輕質結構材料，被廣泛應用于各領域，但由于耐蝕性差，其大規(guī)模應用受到限制。消失模鑄造作為一種凈無余量的綠色鑄造技術，在成形鎂合金鑄件方面有獨特優(yōu)勢。為改善鎂合金鑄件的防腐性能，本文采用消失模鑄造表面合金化的方法對鎂合金進行表面改性處理，并得到了一些有意義的結論。
　　 首先，本文對消失模鑄造鎂合金表面鋁元素合金化進行了研究。單因素試驗研究表明：一定工藝條件下，澆注溫度及真空度的閾值分別處于750~780℃及0.02~0

2、.04MPa之間，只有當兩工藝參數取值大于其對應閾值時，鎂合金表面才能形成合金化層。通過正交優(yōu)化試驗得到最優(yōu)工藝條件：真空度為0.07~0.075MPa，粉體粒度為150μm，外層涂料為1層，粘結劑聚乙烯醇（PVA）含量為2.44％，澆注溫度為780℃。該工藝下鎂合金表面形成了厚度約為2mm、組織覆蓋率接近100％的致密均勻合金化層。鋁合金化層的形態(tài)呈菊花狀或網狀，主要由Mg17Al12、Mg和Al等物相組成。只有當組織覆蓋率大于臨界值

3、約37％時，鎂合金表面鋁合金化層才能起到防腐作用，且組織覆蓋率越高，鎂合金耐蝕性越強。本實驗最優(yōu)工藝條件下鎂合金表面合金化層的自腐蝕電位為-1.0628V，自腐蝕電流下降了兩個多數量級。
　　 其次，本文對消失模鑄造鎂合金表面鋅及鋁鋅復合合金化進行了探索。結果表明，在澆注溫度為720℃或鑄件模數為6.3mm的條件下，鎂合金表面能形成以Mg17Al12、Al5Mg11Zn4、Zn、Mg為主要組成物相的具有一定防腐性能的鋅合金化層。

4、而當鋁鋅混合比例為3.5:1或鑄件模數為10.4mm時，鎂合金表面也能形成一層主要物相為Mg17Al12、Al、Zn、Mg的鋁鋅復合合金化層，腐蝕極化試驗研究表明其自腐蝕電位相對AZ91D合金有所提高，自腐蝕電流下降一個多數量級，達到防腐蝕的效果。
　　 最后，以表面鋁合金化為對象，建立了消失模鑄造鎂合金表面合金化模型，從理論上推導了表面合金化熱力學及動力學條件，結果表明：熱力學上，欲滿足合金化過程的吸熱量要求，鎂合金熔體在鋁熔